ЛПК на распутье

Существуют два пути развития производства – экстенсивный и интенсивный. Первый предполагает увеличение объемов производства при использовании сложившихся технологий, оборудования, приемов и способов организации производства за счет пропорционального роста расхода энергии, сырья, материалов, транспорта и вовлечения новых трудовых ресурсов. Этот путь бесперспективен, так как при этом не растет качество и не снижается себестоимость продукции, что делает ее неконкурентоспособной; повышается нагрузка на окружающую среду и требуется все большее количество работающих (но невысокой квалификации); не используются достижения науки и не разрабатываются высокие технологии.

Основные направления интенсификации переработки древесины могут быть реализованы на трех уровнях.

Первый уровень – интенсификация пиления древесины на действующем лесопильном оборудовании серийным инструментом (рис. 1). Для его реализации необходимо:

• повысить качество изготовления дереворежущего инструмента за счет уменьшения разнотолщинности пил, повышения прямолинейности кромок рамных и ленточных пил (особенно задней кромки ленточных пил), обеспечения равномерной твердости и оптимального начального напряженного состояния, повышения плоскостности дисков круглых пил;

• следовать рекомендациям по выбору оптимальных параметров пил в зависимости от высоты пропила, породы и состояния древесины;

• использовать рациональные режимы подготовки пил к работе и установки их в станок;

• применять средства контроля качества подготовки и установки пил в станок;

• использовать рекомендации по ремонту, выверкам и эксплуатации лесопильных станков;

• применять рациональные режимы пиления древесины;

• повысить качество подготовки пиловочного сырья к распиловке за счет обеспечения требуемой точности сортировки по диаметрам (при снижении точности сортировки от 1 до 2  см выход пиломатериалов уменьшается на 1,5  %, от 2 до 3 см – на 2,1 %), исключить распиловку пиловочника, имеющего повышенную кривизну (для пиловочника 1, 2 и 3 сортов не допускается кривизна, соответственно, более 1,0, 1,5 и 2,0 %), выполнять оцилиндровку закомелистой части бревен (снижаются энергозатраты на резание древесины, улучшается базирование бревен при пилении, устраняются засоры при рамной распиловке, уменьшается затупление пил), применять гидротермическую обработку древесины перед распиловкой;

• создать типовые централизованные инструментальные участки, оснащенные современными станками для подготовки пил и средствами контроля за качеством их подготовки к работе;

• подготовить высококвалифицированные кадры для обслуживания дереворежущего инструмента, лесопильного оборудования и средств автоматики;

• улучшить организацию труда и ликвидировать простои оборудования.

Первый уровень интенсификации и повышения эффективности переработки пиловочного сырья в основном связан с повышением технической и технологической культуры на лесопильных предприятиях. Элементы первого уровня в значительной степени проработаны в профильных институтах, имеется опыт их использования на отечественных и зарубежных предприятиях.

Приведем несколько примеров. Большинство предприятий применяют рамные пилы только одного шага, но распиливают ими бревна различных диаметров. Несогласование шага пил с высотой пропила может привести к снижению производительности лесопильной рамы до 20 % или к значительному ухудшению качества пиломатериалов. Предприятия заказывают рамные пилы одного шага, хотя ГОСТ 5524-75 предусматривает выпуск пил четырех разных шагов.

Рамные и ленточные пилы часто выходят из строя из-за недостаточной усталостной прочности. Это приводит к простоям оборудования, повышенному расходу инструмента и увеличению трудозатрат на его подготовку. Вместе с тем только правильное оформление межзубовых впадин с последующей их подшлифовкой дает повышение прочности и долговечности пил на 30–40 %. Рамные пилы недостаточно устойчивы, и на предприятиях для повышения точности пиления идут на их натяжение выше нормы, что приводит к поломке пил, захватов и поперечин пильных рамок, а также на применение толстых пил, что повышает количество опилок и энергозатраты на пиление. Установка межпильных прокладок в соответствии с высотой пропила и пил с оптимальным эксцентриситетом линии натяжения позволит повысить устойчивость пил и точность пиления на 30–40 %. Можно привести и другие примеры. Таким образом, первый уровень повышения эффективности пиления сравнительно прост, не требует больших затрат и может быть быстро реализован.

Второй уровень – модернизация действующего оборудования. Под ней могут подразумеваться прежние технические решения с улучшенными параметрами или измененными узлами и механизмами, но эти изменения носят характер улучшений и не содержат принципиально новых технических решений. Примеры модернизации оборудования: установка аэростатических направляющих для пил над и под распиливаемым материалом у лесопильных рам и круглопильных станков и отжимных аэростатических направляющих – у ленточнопильных стан- ков; установка в механизм натяжения ленточных пил упругих элементов, реагирующих на изменение натяжения пил и быстро восстанавливающих его; замена однопильных ленточнопильных станков на сдвоенные – при распиловке бревен малых и средних диаметров. Могут быть и другие примеры.

Третий уровень – создание лесопильного оборудования нового поколения. Основные недостатки, присущие существующим лесопильным станкам, не могут быть устранены путем модернизации. Необходимы станки нового типа. Такие станки должны иметь новые узлы и механизмы, созданные на основе принципиально новых технических решений.

ТРУДНОСТИ ТРЕТЬЕГО УРОВНЯ
Характерные черты техники нового поколения, отличающие ее от модернизированной: во- первых, это реализация новой технической идеи – научного открытия, крупного изобретения, комплекса изобретений; во-вторых, наблюдаются скачкообразный рост эффективности, повышение производительности труда, экономия сырья, снижение материалоемкости и энергозатрат. Для своевременной смены поколений техники необходимо, чтобы последние фазы жизненного цикла оборудования предыдущего поколения совпадали с первыми фазами цикла нового поколения. Поэтому важно вовремя переориентировать конструкторов и изготовителей на разработку и освоение техники нового поколения.

Следует подчеркнуть, что копирование даже передовых зарубежных разработок неминуемо приводит к техническому отставанию. Только изучение тенденций развития техники и упреждающий выход вперед позволяет создавать высокоэффективную технику, не имеющую аналогов за рубежом.

Для определения потребного количества новой техники, возможностей ее продажи в другие страны, влияния на развитие других отраслей промышленности, объемов затрат на ее разработку и освоение, сроков окупаемости затрат необходимо научно-экономическое прогнозирование.

При положительном прогнозе выполняют прикладные научно-исследовательские работы, определяют основные параметры новой техники и разрабатывают техническое задание на ее конструирование.

В ходе проведения конструкторских проектов разрабатывают техническую документацию для организации промышленного производства образца новой техники.

Подготовка регулярного производства включает комплекс конструкторских, технологических и организационных работ, связанных с переходом предприятия на массовый или серийный выпуск новой техники. На этой стадии осуществляют корректировку конструкторской документации применительно к конкретным производственным условиям, разработку технологических процессов, проектирование и изготовление оснастки и инструмента, решение организационных вопросов и др. При необходимости выполняют производственные исследования, связанные с улучшением качества, экономичности и надежности образцов техники.

Освоение регулярного производства – завершающая стадия создания новой техники. Она включает работы, направленные на обеспечение данным предприятием ритмичного выпуска новых изделий с заданными технико-экономическими показателями.

Наибольшего эффекта можно достигнуть при реализации третьего уровня интенсификации производства путем создания новых высокоэффективных лесопильных станков нового типа и на базе их – новых высоких технологий. Для реализации этого направления необходимы следующие условия:

• высокий экономический потенциал;

• высокий научный потенциал;

• высокий технический потенциал;

• наличие высококвалифицированных, умеющих творчески мыслить специалистов.

Если при реализации первых двух уровней интенсификации могут быть использованы средства и возможности крупных предпринимателей, то для реализации третьего уровня интенсификации необходимы грамотно разработанная государственная техническая политика и ее последовательное выполнение.

При создании лесопильных станков нового типа большое внимание следует уделять коренному улучшению работы дереворежущих инструментов. От этого зависят качество получаемых пиломатериалов и себестоимость их производства. Узлы резания и подачи имеют вспомогательную роль. Узел резания обеспечивает движение инструмента с определенной скоростью по заданной траектории, а механизм подачи осуществляет подачу правильно сбазированного пиловочного сырья к режущему инструменту.

В лесопильных станках пилы представляют собой тонкие стальные полосы (рамные пилы лесопильных рам), ленты (ленточные пилы ленточнопильных станков), диски (круглые пилы круглопильных станков). Они обладают малой жесткостью, устойчивостью и прочностью. Применение направляющих для пил позволяет повысить жесткость и устойчивость, а следовательно, и точность пиления. Для уменьшения трения пил о направляющие рабочие поверхности последних целесообразно выполнить в виде аэростатических опор. При применении аэростатических направляющих могут быть проведены модернизация существующих лесопильных станков и создание лесопильных модулей нового типа для использования их в высокотехнологичных гибких автоматизированных линиях.

Геннадий Прокофьев, д. т. н., профессор,
заслуженный изобретатель РФ, почетный работник
высшего профессионального образования РФ